用高亮度LED提高家庭的能效

　　高功率LED需要用350～1000mA級(jí)別的高驅(qū)動(dòng)電流。采用最新技術(shù)，每個(gè)LED能產(chǎn)生40～80流明的光通量，功率一般為1～3W。根據(jù)美國(guó)能源部網(wǎng)站上的資料，主要的LED制造商有Cree、Philips和Osram等。下面將把HBLED與廣泛使用的白紙燈和熒光做一番比較， 并給出一個(gè)家庭應(yīng)用的電路實(shí)例。

　　比較光源

　　對(duì)HBLED的好處心知肚明的消費(fèi)者會(huì)想辦法盡可能多地使用HBLED。通過(guò)表1中的數(shù)據(jù)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，顯然HBLED是亮度最高的照明方案。

　　表1 不同光源的比較

　　讓我們仔細(xì)地看看表1。光源的能效類似于效率。與發(fā)熱量相比，有多少輸入到燈泡里的能量變成了光?用戶希望這個(gè)數(shù)值更高一些，顯然HBLED做到了這一點(diǎn)。如果驅(qū)動(dòng)電流波動(dòng)，白熾燈的顏色色調(diào)最可能發(fā)生變化。

　　與白熾燈相比，熒光燈和HBLED的主要優(yōu)勢(shì)是壽命，因此在許多國(guó)家白熾燈泡正在被逐步淘汰。接下來(lái)，HBLED可能在普及率上要超過(guò)熒光燈，因?yàn)镠BLED是固態(tài)的(由硅材料制造，不易碎)，尺寸非常小，而且不含有害的化學(xué)成分(不需要采用特殊的環(huán)境處理)。

　　HBLED照明的設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　讓消費(fèi)者改用HBLED，要求HBLED必須具有高質(zhì)量。消費(fèi)者要求功率因數(shù)至少要達(dá)到90%，效率達(dá)到80%或更高。在直流應(yīng)用中，最大輸入電壓不能超過(guò)40V。在交流應(yīng)用中，可能采用120V或240V(最大270V)的輸入電壓。HBLED必須用工作頻率超過(guò)120Hz的脈寬調(diào)制器驅(qū)動(dòng)，以減小煩人的可見(jiàn)光頻閃。有時(shí)候，這個(gè)頻率還需要是可變的。除了這些設(shè)計(jì)約束，還要由工程師和應(yīng)用來(lái)決定使用隔離還是非隔離的設(shè)計(jì)方案。如果有必要，最后還可能考慮使用復(fù)雜的調(diào)光電路。

　　正如您所看到的那樣，沒(méi)有一個(gè)萬(wàn)能的解決辦法。設(shè)計(jì)中需要考慮的事項(xiàng)是環(huán)環(huán)相扣的。每種方案都需要根據(jù)LED的數(shù)量和流過(guò)LED的電流進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者還需要根據(jù)不同的電磁器件，以及所選用的功率器件和輸出電容器進(jìn)行調(diào)整。

　　應(yīng)用電路

　　HBLED的價(jià)格大約是1~2美元。由于在每個(gè)設(shè)計(jì)方案中，HBLED都是成串使用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，不用考慮轉(zhuǎn)換器的成本約束問(wèn)題。

　　首先介紹的控制器是ISL6721。ISL6721是單端脈寬調(diào)制電流模式控制器，其峰值電流模式控制能有效地解決瞬時(shí)功率問(wèn)題，并且提供內(nèi)置的過(guò)流保護(hù)。已經(jīng)有一家大型合同制造商采用ISL6721，生產(chǎn)出能替換目前所使用的T8電路的產(chǎn)品(替換熒光燈啟輝器中傳統(tǒng)的鎮(zhèn)流器電路)。ISL6721也可以設(shè)置成白熾燈的替換方案。非固態(tài)的回掃方案目前已經(jīng)用在亞洲的一個(gè)購(gòu)物中心。該方案使用了10個(gè)HBLED，輸出達(dá)10W，效率為82%。

　　要在家用市場(chǎng)中真正具有競(jìng)爭(zhēng)力，HBLED照明方案還必須提供調(diào)光功能。智能電路可以做到這一點(diǎn)。記住，LED是由脈寬調(diào)制控制器驅(qū)動(dòng)的。也就是說(shuō)，LED不總是處在“開(kāi)”的狀態(tài)。給LED供電的脈沖的數(shù)量是由控制器控制的，并且是可變的。碰巧，這項(xiàng)工作也是由“控制器”完成的。